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6. REKONSOLIDIERUNGUNDSCHWEIßNAHTEIGENSCHAFTEN 157
Abbildung 6.7: Bruchflächen der zerstörend geprüften Zug-Scher-Probe K0-101-3: Übersicht (oben)
undREM-Detailaufnahmen (1) und (2) (unten).
Verbindung zwischen denMatrixwerkstoffen der beiden Fügepartner. Umneben der visuellen Beur-
teilungmit demmenschlichen Auge die Aussage hinsichtlich der Bruchfläche und der hieraus abzu-
leitenden Schadensanalyse zu bestätigen, werdenREMAufnahmen erstellt. In der folgenden Zusam-
menstellung sind die Ergebnisse zu finden. Sie bestätigen das Substratversagen in der PA66-Matrix.
6.2.3 Analyse derVerbindungsfestigkeit
DerfestigkeitsbestimmendeMechanismusbeimthermischenSchmelzschweißenvonFaserverbundwerk-
stoffen lässt sichunterteilen indieWechselwirkung zwischenFaserundMatrix sowiedemEinflussdes
Polymeres und dessenVernetzungwährend derKonsolidierung. Umdas gewünschte Ziel derGrund-
werkstofffestigkeit zu erreichen,müssen beideArten desEinflusses berücksichtigtwerden.
ZunächstwerdendieEffekte innerhalbdesPolymersbetrachtet.Bei demhier vorliegendenKunststoff
handelt es sich um ein teilkristallines Polyamid.DerAnteil zwischen kristallinenGefügen und amor-
phen Gefügen hat nach Ehrenstein [13] Einfluss auf die thermisch-mechanischen Eigenschaften des
Polymers. Es wird angenommen, dass imGrundwerkstoff die idealen thermisch-mechanischenMate-
rialkennwerte vorliegen. Diese stellen die Referenz für die Kennwerte in der Verbindungsstelle nach
abgeschlossenem Schweißprozess dar. Daher sollte der im Grundwerkstoff vorliegende Kristallisati-
onsgrad auch in der Schweißnaht erreicht werden. In Abschnitt 2.1.2 und 2.1.6 ist der Einfluss des
Fügedrucks und derAbkühlgeschwindigkeit auf die Haftungsmechanismen und derAusbildung einer
intakten Polymerestruktur mit dem charakteristischen Kristallinitätsgrad beschrieben. Nach Ehren-
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Inhaltsverzeichnis
- Abkürzungen XIV
- Symbolverzeichnis XVI
- 1 Einleitung 1
- 2 Stand derTechnik 11
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 2.1.1 Grundlagen undEinteilung derKunststoffe 11
- 2.1.2 Werkstoffeigenschaften vonThermoplasten 12
- 2.1.3 FaserverstärkteThermoplaste 16
- 2.1.4 Herstellverfahren vonHalbzeugen undBauteilenmit thermoplastischerMatrix 21
- 2.1.5 Konsolidierung vonThermoplasten 22
- 2.1.6 Betrachtung des Schmelzschweißprozesses bei Thermoplasten 23
- 2.1.7 Prüfmethoden 23
- 2.1.8 Ermüdungsverhalten 29
- 2.1.9 ThermischeKunststoffkennwerte 31
- 2.1.10 BildgebendeAnalyseverfahren 32
- 2.1.11 Schadensanalyse 33
- 2.2 Grundlagen der induktivenErwärmung 33
- 2.3 Erwärmung carbonfaserverstärkterKunststoffe 44
- 2.4 Schweißbarkeit 48
- 2.5 Modelle zurmathematischenBeschreibung 51
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 3 Aufgabenstellung 53
- 4 Systemtechnik undVersuchsaufbau 55
- 5 Plastifizierung derMatrix 97
- 6 Rekonsolidierung und Schweißnahteigenschaften 151
- 7 FertigungstechnischeUmsetzung 171
- 8 Zusammenfassung 177
- Literaturverzeichnis 178
- Abbildungsverzeichnis 189
- Tabellenverzeichnis 197
- A Zeichnungen, Tabellen undErklärungen 199
- A.1 Werkstoffeigenschaften undDatenblätter 199
- A.2 Numerische Lösungsverfahren 213
- A.3 Datenblätter und Spezifikation derAnlagentechnik 215
- A.4 Berechnungen zu den Strömungszuständen in derKonsolidierungsrolle 224
- A.5 Komponenten undProgrammumgebung derVersuchs-anlage 231
- A.6 Optimierungsmethode 234
- A.7 Festigkeitsuntersuchung 245
- A.8 Prozessfenster 246
- A.9 Prozessfähigkeitsuntersuchung 247
- B Veröffentlichungen 249